сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Влияние протонного облучения на структуру и свойства композитной керамики состава YSZ–SiO2–Al2O3
https://doi.org/10.22349/1994-6716-2024-119-3-46-56
Аннотация
Показано воздействие протонного облучения мощностью 1·1017 ед./см2 и энергией 2 МэВ на структуру и свойства композитной керамики состава ZrO2–SiO2–Al2O3. Установлено, что при такой дозе облучения изменения фазового состава керамики не происходит. Расчеты с помощью методов рентгенографии показали, что облучение протонами создает на поверхности керамики сжимающие напряжения (напряжения 1-го рода) величиной от ~–1 до –2 ГПа, при этом микронапряжения (напряжения 2-го рода) практически отсутствуют. Анализ снимков (СЭМ) поверхности керамики после облучения показал хаотичное расположение макропор в t–ZrO2-матрице, тогда как поры в частицах циркона расположены исключительно по границам включений. Отмечено снижение уровня твердости и плотности в керамике после обработки протонами в связи с образованием большого количества пор.
Ключевые слова
Об авторах
Д. Р. Беличко
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина»
Россия
Россия
канд. физ.-мат. наук
283114, Донецк, ул. Розы Люксембург, 72А
Г. К. Волкова
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина»
Россия
Россия
283114, Донецк, ул. Розы Люксембург, 72А
А. В. Малецкий
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина»; Международная межправительственная организация «Объединенный институт ядерных исследований»
Россия
Россия
283114, Донецк, ул. Розы Люксембург, 72А
141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Жолио Кюри, д. 6
Р. Ш. Исаев
Международная межправительственная организация «Объединенный институт ядерных исследований»
Россия
Россия
141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Жолио Кюри, д. 6
Список литературы
1. Диагностика предела прочности на растяжение ATZ-керамики с различным содержанием SiO2 методом «бразильского теста» / А. А. Дмитриевский, Д. Г. Жигачева, Н. Ю. Ефремова и др. // Физика твердого тела. – 2022. – Т. 64, № 8. – С. 1018–1021.
2. Леонов А. А., Абдульменова Е. В., Калашников М. П., Ли Цзин. Влияние нановолокон Al2O3 на уплотнение, фазовый состав и физико-механические свойства композитов на основе ZrO2, полученных свободным вакуумным спеканием // Вопросы материаловедения. – 2020. – № 4(104). – С. 132–143.
3. Зиганьшин И. Р., Порозова С. Е., Трапезников Ю. Ф. Получение пористого материала на основе нанодисперсного порошка ZrO2 – 5 мол.%СеО2 // Вопросы материаловедения. – 2010. – № 4(64). – С. 79–84.
4. Дмитриевский А. А., Жигачев А. О., Жигачева Д. Г., Родаев В. В. Влияние диоксида кремния на стабильность фазового состава и механические свойства керамики на основе диоксида циркония, упрочненной оксидом алюминия // Журнал технической физики. – 2020. – Т. 90, № 12. – С. 2108–2117.
5. Effect of the Compositions on the Biocompatibility of New Alumina–Zirconia–Titania Dental Ceramic Composites / A. Khaskhoussi, L. Calabrese, M. Currò et al. // Materials. – 2020. – N 13. – P. 122586.
6. Чайка, Э. В., Акимов Г. Я., Тимченко И. М. Особенности использования холодного изостатического прессования в технологии конструкционной керамики из ультрадисперсных оксидных порошков // Огнеупоры и техническая керамика. – 2006. – № 8. – С. 27–32.
7. Фазовая стабильность керамики на основе нанопорошков ZrO2 – 3 mol % Y2O3, компактированных в условиях высокого гидростатического давления / Ф. И. Глазунов, Г. К. Волкова, Т. Е. Константинова и др. // Физика и техника высоких давлений. – 2014. – Т. 24, № 3–4. – С. 100–110.
8. Константинова Т. Е., Даниленко И. А., Горбань О. А. Эффекты влияния высоких давлений в наноразмерных порошковых системах на основе диоксида циркония // Физика и техника высоких давлений. – 2014. – Т. 24, № 2. – С. 67–85.
9. Juntavee N., Attashu S. Effect of sintering process on color parameters of nano-sized yttria partially stabilized tetragonal monolithic zirconia // J Clin Exp Dent. – 2018. – N 10(8). – P. 794–804.
10. Sulfur durability of NOX storage and reduction catalyst with supports of TiO2, ZrO2 and ZrO2–TiO2 mixed oxides / N. Takahashi, A. Suda, I. Hachisuka et al. // Applied Catalysis B: Environmental. – 2007. – V. 72, N 1–2. – P. 187–195.
11. Дмитриевский А. А., Жигачева Д. Г. Механические свойства композиционной керамики ZrO2 (CaO) – Al2O3 с различным содержанием корунда // 60-я Международная научная конференция «Актуальные проблемы прочности», Витебск, 14–18 мая 2018 г., Витебский государственный технологический университет, 2018. – С. 120–122.
12. Radiation tolerance of nanocrystalline ceramics: insights from Yttria Stabilized Zirconia / S. Dey, J. W. Drazin, Y. Wang et al. // Sci. Rep. – 2015. – N 6. – P. 7746.
13. Effects of He ion irradiation on the microstructures and mechanical properties of t' phase yttria-stabilized zirconia ceramics / Pu, G., Zou, J., Lin, L., et al. // Journal of Alloys and Compounds. – 2019. – V. 771. – P. 777–783.
14. Enhanced radiation tolerance of YSZ/Al2O3 multilayered nanofilms with pre-existing nanovoids / H. Wang, F. Ren, J. Tang et al. // Acta Materialia. – 2018. – V. 144. – P. 691–699.
15. Improved high temperature radiation damage tolerance in a three-phase ceramic with heterointerfaces / K. K. Ohtaki, M. K. Patel, M. L. Crespillo et al. // Sci Rep. – 2018. – N 8 (1). – P. 13993.
16. Effects of YSZ ceramics doping with silica and alumina on its structure and properties / D. Belichko, T. Konstantinova, G. Volkova et al. // Materials Chemistry and Physics. – 2022. – V. 287, N 1. – art. 126237
17. Беличко Д. Р., Волкова Г. К., Константинова Т. Е., Малецкий А. В. Эффект легирования керамики на основе диоксида циркония оксидами алюминия и кремния // ФТВД. – 2023. – Т. 33, № 2. – С. 1–10.
18. Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 416 c.
19. Васильев Д. М. Дифракционные методы исследования структур. – М.: Изд-во СПбГТУ, 1998. – 502 c.
20. Взаимодействие радиационного излучения с иерархическими структурами / Б. Л. Оксенгендлер, А. Х. Аширметов, Ф. А. Искандарова и др. // Поверхность, рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2023. – № 1. – C. 37–49.
Рецензия
Для цитирования:
Беличко Д.Р., Волкова Г.К., Малецкий А.В., Исаев Р.Ш. Влияние протонного облучения на структуру и свойства композитной керамики состава YSZ–SiO2–Al2O3. Вопросы материаловедения. 2024;(3(119)):46-56. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2024-119-3-46-56
For citation:
Belichko D.R., Volkova G.K., Maletsky A.V., Isaev R.Sh. Proton irradiation influence on the structure and properties of composite ceramics of the YSZ–SiO2–Al2O3 composition. Voprosy Materialovedeniya. 2024;(3(119)):46-56. (In Russ.) https://doi.org/10.22349/1994-6716-2024-119-3-46-56
Просмотров:
123
Послать статью по эл. почте 